[发明专利]用于检测电子系统中的故障的方法

说明书

本发明涉及一种用于检测电子信号处理系统中的故障的方法，该电子信号处理系统具有信号处理路径和信号处理路径的至少一个冗余版本，该信号处理路径包括用于执行给定功能的可配置功能单元，该信号处理路径的至少一个冗余版本包括用于执行给定功能的对应可配置功能单元，该方法包括：为信号处理路径中的功能单元配置第一操作点以用于执行给定功能，为信号处理路径的冗余版本中的对应功能单元配置第二操作点，第二操作点与第一操作点不同，但允许执行给定功能，将相同的输入信号应用于功能单元和对应功能单元，对由功能单元产生的第一输出信号与由对应功能单元产生的第二输出信号进行比较，从比较中导出故障指示。

发明领域

本发明总体上涉及用于检测在包括冗余电路的电子系统中遇到的常见原因故障的技术领域。

背景技术

在安全关键环境(例如汽车应用)中使用电子系统需要这种电子系统的可靠操作，从而依赖于电子系统的操作来避免人员的风险。

考虑具有安全等级要求的电子电路作为示例，例如，ASIL要求(ASIL代表Automotive Safety Integrity Level：汽车安全完整性等级)，由ISO 26262-道路车辆功能安全标准定义的风险分类方案。术语“功能安全”在ISO 26262中定义为“没有由于电气或电子系统的故障行为导致的危险而产生的不合理风险”。这种电子电路需要在例如单点故障(即导致整个电路停止工作或向其他子单元提供故障信息使得子系统或整个系统出问题的故障)的情况下采取措施以最小化或防止安全目标违规的风险。

用于最小化安全目标违规风险的一种措施是实现冗余功能单元(例如冗余信号处理块)。就开发努力而言这种措施是有利的，因为在系统中简单地多次实现单个开发的功能单元(例如电路块和布局)。

通过将相同的输入信号施加到冗余功能单元并比较单元的输出信号，如果输出信号不等式超过预定限制，则可以推断出故障。

图1给出了现有技术中已知的冗余信号处理链的例子。图1中的电路包括具有功能块FU1的处理链和具有对应的三链功能块FU2的冗余处理链，该示例中的功能块FU1包含三个信号处理单元(例如放大器、比较器、ADC)。差分信号处理在图1中被应用。因此，需要共模基准信号(共模电压VCM，即差分电压信号的中心电压电平)。该电压VCM例如定义给定信号处理单元的操作点(工作点)。取决于电路拓扑结构，信号处理链中每种类型的信号处理单元(SPU)可能需要独立的VCM(例如，SPU1.1用的VCM1、SPU1.2用的VCM2、SPU1.3用的VCM3)，但有几个SPU或者每个SPU类型的VCM显然也可以是相同的(例如VCM1＝VCM2＝VCM3或VCM1＝VCM2VCM3)。对于冗余信号处理链也是如此，其中应用了相同的VCM1、VCM2和VCM3。然后，系统故障指示单元(FISY)可以通过比较输出信号1和输出信号2来识别该方案中存在的所有SPU中的相关单点故障。

此类冗余系统的剩余风险和检测方式是常见原因故障。常见原因故障以类似方式影响冗余功能单元(例如，由制造工艺不足、或像电磁兼容性(EMC)干扰、静电放电(ESD)干扰或超过规定的温度限制的条件那样的关键性环境条件引起)。对输出信号的影响也可类似，且在该情况下通过比较输出信号来检测故障是不可能的。

专利申请US2016/365213涉及可能导致两个冗余电路同时失灵或故障的故障(称为相关故障)。它提供了一种促进检测干扰参数在预定范围之外的解决方案。这种干扰参数例如可引起冗余电路中的相关故障，例如冗余电路被布置在同一基板上。通过对干扰参数敏感的感测元件检测干扰参数。该感测元件和相关电路也可能涉及更高的成本。

因此，需要一种用于在电子系统中检测故障，特别是常见原因故障的方法，其中避免了需要用于测量干扰的设备。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供在电子处理系统中降低故障、特别是常见原因故障的风险。

上述目的通过根据本发明的解决方案来完成。